Zmniejszenie stresu w ścianie lewej komory i poprawa funkcji w niewydolności serca za pomocą Algisyl-LVR

Ogólnym celem poniższego eksperymentu jest wykorzystanie specyficznych dla pacjenta modeli matematycznych do ilościowego określenia wpływu na stres włókien mięśniowych po terapii iniekcyjnej przy użyciu LVR z hydrożelowych komórek alginianowych, osiąga się to poprzez pierwszą identyfikację wolnej ściany lewej komory w połowie drogi między wierzchołkiem a podstawą do implantacji hydrożelu. W drugim kroku wstrzyknąć powoli 0,3 cm³ hydrożelu jednym nieprzerwanym ruchem w 10 do 19 miejsc wzdłuż środkowego poziomu komory. Powoduje to pogrubienie wolnej ściany lewej komory.

Następnie konstruowany jest specyficzny dla pacjenta model matematyczny lewej komory na podstawie obrazów MRI przed i po wstrzyknięciu. W celu ilościowego określenia wpływu terapii iniekcyjnej hydrożelem na stres mięśniowo-włóknisty, wyniki pokazują, że stres mięśniowo-włóknisty komorowy jest zmniejszany w czasie przez dodanie hydrożelu Alger CIL LVR. Główną przewagą tej techniki nad istniejącymi metodami, takimi jak prawo Laplace'a do szacowania naprężeń ściany komory, jest to, że możemy wziąć pod uwagę strukturę włókien ściany lewej komory i przewidzieć składowe stresu w lokalnym kierunku włókien mięśniowych.

Procedurę zademonstruje dr Swan Lee, doktor habilitowany na Wydziale Chirurgii. Aby rozpocząć tę procedurę, uzyskaj dostęp do serca przez standardową sternotomię. Podczas zabiegu serce powinno nadal bić i nie jest wymagane krążenie pozaustrojowe.

Po utworzeniu dostępu do serca zidentyfikuj wolną ścianę lewej komory na środkowym poziomie komory, który znajduje się w połowie drogi między wierzchołkiem a podstawą serca. Następnie zaznacz miejsce wstrzyknięć hydrożelu algin do mięśnia sercowego. Za pomocą markera chirurgicznego wykonaj od 10 do 19 oznaczeń wzdłuż jednej linii, w odległości jednego centymetra od siebie, zaczynając od rowka międzyprzegrodowego, a kończąc na bruzdie przegrody tylnej Na poziomie środkowej komory tuż przed użyciem wymieszaj LVR komórek algi, łącząc sterylny roztwór alginianu sodu w ilości 2% wagowej na objętość w 6% mannitolu ze sterylnym alginianem wapnia, który jest zawieszony w postaci nierozpuszczalnych cząstek.

Również w 4,6% mannitolu przepuszczaj roztwory tam iz powrotem między dwiema strzykawkami pięć razy, aby wymieszać alternatywny hydrożel. Po dokładnym wymieszaniu hydrożelu należy ustawić końcówkę strzykawki pod kątem. W celu ułatwienia wstrzykiwania mieszaniny w przestrzeń domięśniową mięśnia sercowego, dwie minuty po początkowym wymieszaniu żelu należy wprowadzić igłę pod kątem 45 stopni i wstrzyknąć 0,3 cm³ mieszaniny z szybkością 0,1 cm³ na sekundę.

Jeśli igła zostanie zatkana w dowolnym momencie, wyjmij igłę i wymień ją. Kontynuować wstrzykiwanie mieszaniny w każde miejsce na ścianie lewej komory, które zostało wcześniej zmapowane. Każda strzykawka zawiera wystarczającą ilość roztworu hydrożelu do użycia w czterech do pięciu miejscach implantacji.

W zależności od wielkości lewej komory może być potrzebnych nawet pięć preparatów hydrożelowych. Aby rozpocząć digitalizację lewej komory do analizy, najpierw uzyskaj rezonans magnetyczny o krótkiej i długiej osi zawierający obrazy lewej komory za pomocą ogólnodostępnego oprogramowania, nevus lab i jego biblioteki obiektów segmentacji konturowej. Zdigitalizuj powierzchnię wsierdzia i powierzchnię nasierdzia lewej komory, obrysuj granice wsierdzia i nasierdzia znajdujące się w widokach krótkiej i długiej osi MRI zawierających lewą komorę.

Punkty nasierdzia i wsierdzia są następnie automatycznie generowane w przestrzeni 3D. Następnie zaimportuj punkty 3D do dostępnego na rynku oprogramowania o nazwie Rapid Form za pomocą funkcji zwanej importem wstawiania. Na koniec wyprowadź powierzchnie jako grafikę początkową, specyfikacje wymiany lub powierzchnie iiss.

Kolejnym krokiem w tym procesie jest zaimportowanie powierzchni iiss do dostępnego na rynku oprogramowania o nazwie true grid w celu stworzenia siatki elementów skończonych lewej komory. Korzystając z oprogramowania do prawdziwej siatki, wypełnij przestrzeń między powierzchnią wsierdzia i nasierdzia ośmiowęzłowym trójliniowym elementem ceglanym. Ogólnie rzecz biorąc, siatka zawierająca około 3000 elementów z trzema elementami przez ścianę.

Grubość jest wystarczająca do modelowania lewej komory w celu ilościowego określenia naprężenia w lewej komorze za pomocą metody elementów skończonych z ls, Dyna importuje pokład wejściowy jako plik K z Truegrid do bliższego i wewnętrznego. Oprogramowanie dostępne na życzenie bliżej automatycznie przypisze zaprogramowany kierunek włókien mięśniowych w każdym elemencie jako wektor. Następnie należy napisać warunki brzegowe i przypisać model materiału mięśnia sercowego do elementów zaimportowanych z truegrid.

Najpierw nałóż przemieszczenie węzłowe u podstawy lewej komory za pomocą słowa kluczowego SPC w Sina. Węzły w pierścieniu podstawnym nasierdzia są stałe, a pozostałe węzły u podstawy lewej komory są ograniczone do poruszania się tylko w płaszczyźnie podstawy. Następnie przypisz prawo konstytutywne lub relację ciągu stresu do wszystkich elementów za pomocą słowa kluczowego mata z tożsamością materialną.

1 28 w Elaina, a następnie nałóż nacisk, ponieważ warunki brzegowe za pomocą słowa kluczowego obciążenie podkreślają segmenty na powierzchniach elementarnych. Definiowanie powierzchni wsierdzia. Zdefiniuj również krzywą obciążenia w czasie nacisku za pomocą słowa kluczowego define underscore curve, aby symulować koniec rozkurczu.

Przepisz ciśnienie, które gwałtownie wzrasta z czasem, aż do zalecanego końcowego ciśnienia rozkurczowego wynoszącego 20 milimetrów. Rtęć. Ciśnienie jest utrzymywane na stałym poziomie. Następnie pozostawia się ciśnienie rozkurczowe i wystarczająco dużo czasu, aby lewa komora osiągnęła stan ustalony.

Następnie zasymuluj koniec skurczu, przepisując ciśnienie, które gwałtownie rośnie w czasie od końcowego stanu rozkurczowego do zalecanego końcowego ciśnienia skurczowego wynoszącego 125 milimetrów. Osiąga się rtęć. Ciśnienie jest utrzymywane na stałym poziomie ciśnienia skurczowego, a następnie pozostawia się wystarczająco dużo czasu, aby lewa komora osiągnęła stan ustalony.

Następnie zaimportuj ukończoną pokład wejściową do komercyjnego solwera elementów skończonych LS dyna w celu obliczenia naprężeń ściany komory i objętości jamy lewej komory Na końcu rozkurczu i na końcu skurczu, na koniec dostosuj parametry materiału odzwierciedlające sztywność bierną i kurczliwość mięśnia sercowego. Kontynuuj regulację, aż obliczona objętość wnęki LV będzie pasować. Pokazana tutaj objętość mierzona w rezonansie magnetycznym pod koniec rozkurczu i na końcu skurczu to wartość wyjściowa i sześć miesięcy po operacji rezonans magnetyczny serca pacjenta, który przeszedł leczenie iniekcją LVR z komórek algi.

Strzałki wskazują lokalizacje lewej komory pacjenta i wybierają dramatyczne zmniejszenie całkowitego rozmiaru lewej komory obliczonych naprężeń skurczowych i rozkurczowych. Korzystanie z tego modelu zapewnia środki do ilościowego pomiaru poprawy stanu komór, nieinwazyjnie w czasie sześciu miesięcy po wstrzyknięciu. U tego pacjenta zaobserwowano zarówno pogrubienie ściany komory, jak i dramatyczny spadek naprężeń ściany, na co wskazuje niebieski kolor.

Po obejrzeniu tego filmu powinieneś mieć dobre pojęcie o tym, jak przeprowadza się terapię iniekcyjną LVR z komórek algi i jak rozkłady stresu MyFi w lewej komorze są obliczane in vivo przy użyciu modelowania matematycznego specyficznego dla pacjenta.